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Android NFC开发教程

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Android 提供了 android.nfc 和 android.nfc.tech 包,它们对 NFC 技术进行了支持。常用类介绍如下。

1. NfcManager

Android 设备的 NFC 适配器管理器,可以通过 getSystemService(String) 获得对象实例。

NfcManager 可以获取到当前 Android 设备支持的所有 NFC 适配器列表。

2. NfcAdapter

代表设备的 NFC 适配器。NFC 适配器是进行 NFC 操作的入口。

通常情况下,每个 Android 设备只有一个 NFC 适配器,可以通过 NfcAdapter.getDefaultAdapter(android.content.Context) 方法或者 NfcManager.getDefaultAdapter() 方法来获取当前 Android 设备的 NFC 适配器。

3. NdefMessage

代表 NDEF 消息。NDEF 是 NFC Forum 定义的标准数据结构,用于在设备和 NFC Tags 之间传递数据。一个 NdefMessage 对象包含多个 NdefRecord 对象。

4. NdefRecord

代表一条记录。每条 NDEF 记录都有一个 MIME 数据类型,比如文本、URL、智慧型海报等。NDEF 记录被存放在 NDEF 消息中。

5. Tag

表示被检测到的 NFC 目标,可以是一个标签、一个卡片、一个钥匙扣等。

Android.nfc.tech 包中包含对 NFC Tag 进行查询和 I/O 操作的类。

如果 Android 设备没有关闭掉 NFC 功能,当设备的屏幕没有被锁定时,Android 设备会一直搜寻附件的 NFC Tag。当一个 NFC Tag 被检测到,一个包含该 NFC Tag 信息的 Tag 对象将被创建并且封装到一个 Intent 里,然后 NFC 发布系统将这个 Intent 用 startActivity 发送到已注册的用于处理这种类型的 Intent 的 Activity 中进行处理。

当 Android 设备扫描到一个 NFC Tag,通用的行为是自动搜寻最合适的 Activity 处理这个包含 Tag 对象的 Intent,而不需要用户来选择哪个 Activity 来处理。

因为设备扫描 NFC Tag 是在很短的范围和时间内,如果让用户选择的话,就有可能需要移动设备,这样将会打断这个扫描过程。因此,开发者应该开发只处理需要处理的 Tag 的 Activity,以防止发生让用户选择使用哪个 Activity 来处理的情况。

Android 系统提供了一个 Tag 发布系统(Tag Dispatch System)帮助分析扫描到的 NFC Tag,从中提取相关数据,封装到 Intent 并且定位到对这些数据有兴趣的 Activity。

如果同时有多个 Activity 都可以对封装了 Tag 数据的 Intent 进行处理,那么会出现一个选择列表,让用户来选择要处理的 Activity。

Tag 发布系统定义了三种 Intent,按照顺序优先级从高到低说明如下。

1)android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED

当一个包含 NDEF 负载的 Tag 被检测到时,该 Intent 被启动,这是最高优先级的 Intent。

如果检测到的是一个未知的 Tag 或者不包含 NDEF 负载的 Tag,那么该 Intent 不会被启动。

若 NDEF_DISCOVERED Intent 已经被启动,则 TECH_DISCOVERED和TAG_DISCOVERED Intent 将不会被启动。

处理该 Intent 的 Activity 需要对应设置 intent-filter 属性,例如:
<intent-filter>
    <action android:name="android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED" />
    <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
    <data android:mimeType="text/plain"/>
</intent-filter>
表明当前 Activity 可以处理 NDEF_DISCOVERED 类型的 Intent,但是其携带数据的类型需要是“text/plain”类型。

2)android.nfc.action.TECH_DISCOVERED

当一个包含 NDEF 负载的 Tag 被检测到,并且没有 Activity 处理 NDEF_DISCOVERED Intent 时,该 Intent 会被启动。若该 Intent 被启动,则 TAG_DISCOVERED 不会被启动。

3)android.nfc.action.TAG_DISCOVERED

当一个包含 NDEF 负载的 Tag 被检测到,并且没有 Activity 处理 NDEF_DISCOVERED 和 TECH_DISCOVERED Intent 时,或者 Tag 被检测为未知的,该 Intent 被启动。

总的来说,Tag 发布系统的运行过程如图 1 所示。
Tag发布系统运行图
图 1  Tag发布系统运行图

要进行 NFC 访问,需要在工程的 AndroidManifest.xml 文件中添加如下代码:

1)用于获取 NFC 硬件访问权限。

<uses-permission android:name="android.permission.NFC" />

2)指定最小 SDK 版本的代码。

支持 NFC 功能的最小 SDK 版本为 API Level 9,但是仅支持有限的 Tag 发布和访问 NDEF 信息,不支持其他 Tag 的输入输出操作。

API Level 10 增加了对 Tag 的读写方式,并添加了前台 NDEF 推数据的方式。

API Level 14 提供了将 NDEF 数据传送到其他设备的方式。建立 SDK 的最小版本要高于 10。

<uses-sdk android:minSdkVersion="10"/>

3)设置 uses-feature 属性,以便在 Google Play Store 发布时,仅使具有 NFC 硬件的设备可以搜索到。

<uses-feature android:name="android.hardware.nfc" android:required="true" />

前台发布系统

前台发布系统允许 Activity 截获到 Intent 并且获得比其他的能够处理该 Intent 的 Activity 更高的权限。

使用前台发布系统涉及为 Android 系统构建一些数据结构,以便能够发送合适的 Intent 到应用程序。

要使用前台发布系统,需要执行以下操作。

1)在 Activity 的 onCreate() 方法中添加以下代码:

创建一个 PendingIntent 对象,以便当 Android 系统检测到 Tag 时能够获取到这个对象的详细信息。

PendingIntent pendingIntent=PendingIntent.getActivity(
       this,0, new Intent(this, getClass()).addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP),0);

定义用于处理要截获的 Intent 的 Intent Filter。

当系统检测到 NFC Tag 时,前台发布系统会核实当前 Activity 的 Intent Filter 是否与要截获的 Intent 符合。
  • 符合,则由当前的 Activity 对 Intent 进行处理;
  • 不符合,则前台发布系统将 Intent 发送给 Intent 发布系统。

下面的代码处理了所有的 MIME 数据类型。
IntentFilter ndef=new IntentFilter (NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED);
try {
    ndef.addDataType ("*/*");
    /* Handles all MIME based dispatches.You should specify only the ones that you need. */
}catch (MalformedMimeTypeException e) {
    throw new RuntimeException ("fail", e) ;
}
intentFiltersArray=new IntentFilter[] {ndef, };
设置要处理的 Tag Technology 列表。

techListsArray=new String[][] { new String[] { NfcF.class.getName()} };

2)覆盖 onPause() 和 onResume() 方法来打开或关闭前台发布系统。

enableForegroundDispatch() 方法只能在主线程中并且 Activity 在前台时被调用。另外,应该实行 onNewIntent() 方法对从 NFC Tag 中获取到的数据进行处理。相关代码如下:
public void onPause(){
    super.onPause();
    mAdapter.disableForegroundDispatch (this);
}

public void onResume(){
    super.onResume();
    mAdapter.enableForegroundDispatch (this,pendingIntent, intentFiltersArray, techListsArray);
}

public void onNewIntent (Intent intent) {
    Tag tagFromIntent=intent.getParcelableExtra (NfcAdapter.EXTRA_TAG);
    //do something with tagFromIntent
}
3)读写 NFC Tag 数据。

下面的代码演示了处理 TAG_DISCOVERED Intent 并且使用迭代器读取 NFC Tag 中的 NDEF 数据的方法:
NdefMessage[] getNdefMessages(Intent intent) {
    // Parse the intent
    NdefMessage[] msgs = null;
    String action = intent.getAction();
    if (NfcAdapter.ACTION_TAG_DISCOVERED.equals(action)) {
        Parcelable[] rawMsgs = intent.getParcelableArrayExtra(NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES);
            if (rawMsgs != null) {
                msgs = new NdefMessage[rawMsgs.length];
                for (int i = 0; KrawMsgs.length; i++) {
                    msgs[i] = (NdefMessage) rawMsgs[i];
                }
            } else {
                // Unknown tag type
                byte[] empty = new byte[]{};
                NdefRecord record = new NdefRecord(NdefRecord.TNF_UNKNOWN, empty, empty, empty);
                NdefMessage msg = new NdefMessage(new NdefRecord[]{record});
                msgs = new NdefMessage[]{msg};
            }
    else{
        Log.e(TAG, "Unknown intent " + intent);
        finish();
    }
    return msgs;
}
下面的代码演示了写简单的文本到 NFC Tag 中的方法:
NdefFormatable tag=NdefFormatable.get (t);
Locale locale=Locale.US;
final byte[] langBytes=locale.getLanguage().getBytes (Charsets.US_ASCII);
String text="Tag, you're it!";
final byte[] textBytes=text.getBytes (Charsets.UTF_8); final int utfBit=0;
final char status= (char) (utfBit+langBytes.length);
final byte[] data=Bytes.concat (new byte[] { (byte) status}, langBytes, textBytes);
NdefRecord record=NdefRecord (NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN, NdefRecord.RTD_TEXT, new byte[0], data);

try {
    NdefRecord[] records={text};
    NdefMessage message=new NdefMessage (records); tag.connect (); tag.format (message);
}catch (Exception e) {
    //do error handling
}
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